package Intermediate_algorithm.Backtracking;

import org.junit.Test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

/*
全排列
给定一个不含重复数字的数组 nums ，返回其 所有可能的全排列 。你可以 按任意顺序 返回答案。
示例 1：
输入：nums = [1,2,3]
输出：[[1,2,3],[1,3,2],[2,1,3],[2,3,1],[3,1,2],[3,2,1]]
示例 2：
输入：nums = [0,1]
输出：[[0,1],[1,0]]
示例 3：
输入：nums = [1]
输出：[[1]]

提示：
1 <= nums.length <= 6
-10 <= nums[i] <= 10
nums 中的所有整数 互不相同
作者：LeetCode
链接：https://leetcode.cn/leetbook/read/top-interview-questions-medium/xvqup5/
 */
public class _03全排列 {

    @Test
    public void test() {
        System.out.println(permute(new int[]{1, 2, 3}));
    }

    //回溯
    //这个问题可以看作有 n 个排列成一行的空格，我们需要从左往右依此填入题目给定的 n 个数，每个数只能使用一次。
    /*
    模版
        void backtracking(参数) {
            if (终止条件) {
                存放结果;
                return;
            }
            for (选择 : 本层集合中的元素) {
                处理节点;
                backtracking(路径, 选择列表); // 递归
                撤销处理; // 回溯
            }
        }
     */
    public List<List<Integer>> permute(int[] nums) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        int n = nums.length;
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            list.add(nums[i]);
        }
        backtrack(n,0,list,res);
        return res;
    }

    public void backtrack(int n,int index,List<Integer> cur,List<List<Integer>> res) {
        if (index == n) {
            res.add(new ArrayList<>(cur));
            return;
        }
        for (int i = index; i < n; i++) {
            Collections.swap(cur, index, i);
            backtrack(n,index+1,cur,res);
            Collections.swap(cur, index, i);
        }
    }

    //官解：方法一：回溯
    /*
    作者：力扣官方题解
    链接：https://leetcode.cn/problems/permutations/solutions/218275/quan-pai-lie-by-leetcode-solution-2/
     */
    class Solution {
        public List<List<Integer>> permute(int[] nums) {
            List<List<Integer>> res = new ArrayList<List<Integer>>();

            List<Integer> output = new ArrayList<Integer>();
            for (int num : nums) {
                output.add(num);
            }

            int n = nums.length;
            backtrack(n, output, res, 0);
            return res;
        }

        public void backtrack(int n, List<Integer> output, List<List<Integer>> res, int first) {
            // 所有数都填完了
            if (first == n) {
                res.add(new ArrayList<Integer>(output));
            }
            for (int i = first; i < n; i++) {
                // 动态维护数组
                Collections.swap(output, first, i);
                // 继续递归填下一个数
                backtrack(n, output, res, first + 1);
                // 撤销操作
                Collections.swap(output, first, i);
            }
        }
    }

}
